Divisione cellulare. Mitosi e ciclo cellulare, meiosi CORSO DI BIOLOGIA, PER OSTETRICIA

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1 Divisione cellulare Mitosi e ciclo cellulare, meiosi CORSO DI BIOLOGIA, PER OSTETRICIA

2 LA DIVISIONE CELLULARE - La divisione cellulare nei procarioti coincide con la riproduzione - Tutte le cellule si riproducono per divisione cellulare - Negli organismi pluricellulari la divisione cellulare è necessaria durante lo sviluppo e per la rigenerazione dei tessuti - Le cellule eucariotiche si possono raggruppare in base alla loro capacità di dividersi: - Cellule perenni, non si dividono mai dopo il differenziamento (neuroni) - Cellule stabili, non compiono il ciclo cellulare, ma possono riprenderlo - Cellule che compiono continuamente il ciclo cellulare (cellule staminali)

3 LA DIVISIONE CELLULARE 1 1. Duplicazione del genoma 2 2. Segregazione delle due copie del genoma alle cellule figlie 3 3. Separazione delle cellule figlie (citodieresi)

4 LA DIVISIONE CELLULARE La maggior parte delle cellule animali passa molto tempo in interfase, in G0

5 LA DIVISIONE CELLULARE: EUCARIOTI - Le cellule eucariotiche si dividono con due meccanismi: mitosi e meiosi - Gli organismi degli eucarioti complessi (animali) derivano da uno zigote, una singola cellula formata dall unione della cellula uovo con lo spermatozoo, attraverso numerosi cicli di divisione cellulare per mitosi - Mitosi: divisione delle cellule somatiche - I gameti, cellule aploidi, sono generati da cellule somatiche specializzate per meiosi

6 LA DIVISIONE CELLULARE: EUCARIOTI MITOSI 2N 2N MEIOSI 2N N

7 IL CARIOTIPO UMANO - N = numero di tipi di cromosomi omologhi - Nell uomo/donna N = coppie di cromosomi = 22 coppie di autosomi + una coppia di cromosomi sessuali (X, Y), XX le donne, XY l uomo

8 SEI XX O XY? XX XY

9 SEI XX O XY? XX XY

10 GIUSTO PER SAPERE CHI ERANO... Marie Curie Pierre Curie Antoine Henri Becquerel

11 SINDROME 47,XYY La sindrome 47,XYY, o sindrome di Jacobs o disomia del cromosoma Y è un'anomalia cariotipica, nella quale è presente, oltre ai cromosomi X e Y tipici del corredo normale maschile umano, un cromosoma soprannumerario Y Wikipedia

12 MITOSI Le cellule somatiche si dividono per mitosi, processo che ripartisce in modo identico il materiale genetico alle cellule figlie, generate dalla cellula che si divide 46 2N o numero diploide nell uomo 46 Cellula madre 46 Cellule figlie

13 MITOSI Le cellule somatiche si dividono per mitosi, processo che ripartisce in modo identico il materiale genetico alle cellule figlie, generate dalla cellula che si divide 2N o numero diploide nell uomo Cellula madre Cellule figlie

14

15 FASI DELLA MITOSI

16 FASI DELLA MITOSI

17 CITODIERESI Divisione del citoplasma, inizia durante la telofase della mitosi con la comparsa di un solco, in corrispondenza del quale la cellula viene stretta da un fascio circolare, posto sotto il plasmalemma, costituito di actina e miosina

18 INTERFASE Centrioli Nucleo Nucleolo

19 PROFASE

20 JACK JUMPER ANT

21 PROMETAFASE

22 PROMETAFASE

23 METAFASE

24 ANAFASE

25 ANAFASE

26 ANAFASE

27 ANAFASE

28 ANAFASE

29 ANAFASE

30 ANAFASE

31 TELOFASE

32 CITODIERESI

33 DUE CELLULE FIGLIE

34 IL CICLO CELLULARE MEIOTICO - I gameti aploidi vengono prodotti per meiosi, a partire da cellule diploidi della linea germinale - Durante la fecondazione, l unione dei gameti aploidi ripristina il corredo diploide nello zigote - Dallo zigote diploide, per mitosi successive, si sviluppano gli organismi adulti diploidi

35 MEIOSI - Risultati della meiosi: Quattro (4) cellule Aploidi Che matureranno a gameti Geneticamente diverse

36 LOCI In biologia, il termine locus genico (o più semplicemente locus, plurale loci) designa la posizione di un gene o di un'altra sequenza significativa all'interno di un cromosoma.

37 ALLELI Due geni (o sequenze di DNA) con la stessa funzione presenti allo stesso locus di due cromosomi omologhi si chiamano alleli - Alleli identici: omozigote - Altrimenti eterozigote

38 MEIOSI Cellula madre Cellule figlie

39 MEIOSI Segregazione cromatidi fratelli, corredo aploide Segregazione cromosomi omologhi, corredo aploide duplicato 2N = 46 N = 23

40 MEIOSI (CROSSING OVER) Durante la Profase della I divisione meiotica avviene il crossing over: i cromosomi omologhi si appaiano e si scambiano dei segmenti di DNA per ricombinazione

41 MEIOSI (CROSSING OVER)

42 CROSSING OVER

43 MEIOSI (CROSSING OVER) Durante la Profase della I divisione meiotica avviene il crossing over: i cromosomi omologhi si appaiano e si scambiano dei segmenti di DNA per ricombinazione

44 MEIOSI (CROSSING OVER) Durante la Profase della I divisione meiotica avviene il crossing over: i cromosomi omologhi si appaiano e si scambiano dei segmenti di DNA per ricombinazione

45 MEIOSI: ASSORTIMENTO INDIPENDENTE - Durante l anafase della I divisione meiotica avviene la separazione dei cromosomi omologhi, ciascuno formato da due cromatidi - Cromosomi diversi si separano in modo indipendente - Così si hanno 2N = 223 più di 8 milioni di possibili combinazioni cromosomiche e di tipi di gameti che possono essere prodotti a partire da una specifica cellula

46 LE RAGIONI DELLA VARIABILITÀ GENETICA La riproduzione sessuata genera variabilità genetica: - Crossing over: cromosomi ricombinanti - Assortimento indipendente dei cromosomi nei gameti: 8 milioni di possibili gameti a partire da una singola cellula progenitrice

47 GAMETOGENESI Produzione dei gameti: - Spermatogenesi: produzione degli spermatozoi - Oogenesi: produzione delle cellule uovo

48 OOGENESI - Avviene nelle ovaie - A partire da ciascuna cellula germinale primordiale si produce 1 solo uovo

49 SPERMATOGENESI - Avviene nei tubuli seminiferi - A partire da ciascuna cellula germinale primordiale si producono 4 spermatozoi

50 MITOSI VS MEIOSI

51 OMEOSTASI CELLULARE E APOPTOSI - L omeostasi cellulare è frutto di un sottile equilibrio, finemente regolato, tra proliferazione e morte cellulare - Molte cellule sembrano contenere nel genoma un programma di suicidio, la cui soppressione è indispensabile per la sopravvivenza - La soppressione del programma di suicidio si attua attraverso fattori e segnali esterni che determinano un controllo sociale delle cellule

52 APOPTOSI: MORTE CELLULARE PROGRAMMATA O SUICIDIO CELLULARE - È una modalità di morte cellulare attiva, tipica di cellule di organismi pluricellulari - È una forma di suicidio altruista : spesso la cellula si sacrifica per il bene dell intero organismo - Il fatto che non dia luogo a fenomeni di infiammazione fa sì che la morte cellulare non sia avvertita dall organismo (morte indolore)

53 CIRCOSTANZE IN CUI SI OSSERVA APOPTOSI - Sviluppo embrionale/fetale e metamorfosi Normale turn-over tissutale Atrofia ormone-dipendente Deprivazione dei fattori di crescita Perdita del contatto cellula-cellula e cellula-substrato - Tossine, farmaci - Radiazioni - Infezioni virali

54 IMPORTANZA DELL APOPTOSI - Sviluppo embrionale: errori nell apoptosi possono portare a malformazioni congenite - Mantenimento dell omeostasi: il numero di cellule che va incontro a morte cellulare è bilanciato da quello delle cellule prodotte per mitosi - Alterazioni nella regolazione dell apoptosi provocano malattie

55 MALATTIE PER TROPPA APOPTOSI - Neurodegenerative diseases - Parkinson s - Alzheimer s - Spinal Muscular Atrophy

56 MALATTIE PER NON ABBASTANZA APOPTOSI - Cancer - Autoimmune diseases (diabetes type II)

57 CAMBIAMENTI CELLULARI ASSOCIATI CON L APOPTOSI - I segnali apoptotici causano un aumento della permeabilità della membrana mitocondriale esterna - La cellula diviene più tondeggiante e perde il contatto con le cellule vicine e con la matrice extracellualre

58 CAMBIAMENTI CELLULARI ASSOCIATI CON L APOPTOSI - Il citoplasma condensa e la membrana cellulare si ripiega, le proteasi inziano a tagliare i componenti del citoscheletro - La membrana plasmatica perde la sua asimmetria e molecole di fosfatidilserina vengono esposte sulla superficie cellulare

59 CAMBIAMENTI CELLULARI ASSOCIATI CON L APOPTOSI - La cromatina si addensa - Il DNA viene digerito da endonucleasi

60 CAMBIAMENTI CELLULARI ASSOCIATI CON L APOPTOSI - Il nucleo si disgrega - La membrana si rompe e la cellula forma una serie di piccole vescicole chiamate corpi apoptotici - Le cellule fagocitiche rimuovono i corpi apoptotici

61 L APOPTOSI

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